7.2所需制动转矩TS的校核：................................................................................. 25 7.3转矩有效值Tms的校核：................................................................................... 25
8 惯量的校核 .......................................... 27
9 轴承及密封的选择 ..................................... 28
10 联轴器的选择 ....................................... 29
11 导轨的选择 .......................................... 30
11.1直线运动导轨的基本截面形状......................................................................... 30 11.2常用的组合形式................................................................................................. 30
12 毕业论文总结 ........................................ 32
致谢 ................................................... 34
附录 毕业设计（论文）知识产权声明 ........................................................................................ 35
毕业设计（论文）知识产权声明 ............................ 35
附录 毕业设计（论文）独创性声明 ............................................................................................ 36
毕业设计（论文）独创性声明 .............................. 36
5
西安工业大学毕业设计（论文） 1 绪论
1.1毕业设计题目
此次毕业设计的题目是：数控车床纵向进给伺服传动系统的设计
1.2毕业设计的目的
机械类毕业设计是培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能、提高分析和解决问题的能力的重要手段,是从事 科学研究工作和专业工程技术工作的基本训练。通过毕业设计巩固和发展所学知识，学习设计机器设备的一般方法和步骤，熟悉并掌握设计的基本技能，如计算、绘图(计算机辅助设计)和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
1.3题目背景
数控车床纵向进给伺服传动系统是保证产品达到高的加工精度和稳定的加工质量的关键部件, 以伺服电机、减速装置、滚珠丝杠副等组成的半闭环传动系统能确保伺服系统实现转矩、速度、位置的精确控制，确保机械部件的高精度、高刚度、高强度, 使之满足数控系统的要求。
1.4研究意义
在我国大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。数控机床比传统机床有以下突出的优越性，由于计算机可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面；可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍；拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
1.5国内相关研究情况
目前,国外数控机床的性能正朝着高精度、高效率、高柔性、高自动化方向迅速发展,这将对数控机床机械结构设计和制造的质量和可靠性提出更高的要求。例如，日本法努克公司，三菱电机公司，安川电机公司，德国西门子公司，aeg公司，力士乐indramat公司，美国抗体公司，通用电气公司等均先后在1984年前后将交流伺服系统付诸实用。
我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。据有关资料表
6
西安工业大学毕业设计（论文） 明,1999年国产数控机床的市场占有率仅为38.88%。造成这种严峻的形势,除客观原因外,主要是产品的质量、可靠性不过硬。“十五”期间,我国机械制造行业必须瞄准国际数控机床发展的科学前沿,开拓创新,消化吸收国外先进技术,开创我国数控机床设计和制造技术的新局面。然而,我国加入ＷＴＯ后,国外生产的数控机床将会更多的进入我国市场,市场竞争更为激烈。提高国产数控机床市场占有率,关键在于提高质量和可靠性。几年来,经过对国内外数控机床的机械结构剖析和使用性能的调研,探索和总结了数控机床机械结构设计和制造的新技术。
1.6 毕业设计（论文）的主演内容与要求
1.6.1毕业论文的主要内容
1）在分析车床加工对象和加工要求的基础上，提出纵向进给伺服传动系统的总体设计方案；
2）要求控制定位精度为±0.001 mm，根据要求计算并选择伺服电机、滚珠丝杠副、导轨副、轴承等；
3）根据要求设计纵向进给系统的零件图；
4）设计数控车床纵向进给伺服传动系统的总体机械装配图。 1.6.2毕业论文的要求
工作量要求：毕业论文一篇，字数不少于15000字； 1） 实验（时数）或实习（天数）：2周； 2） 3）
图纸（幅面和张数）：机构装配图，A0图纸（折合）3张； 其他要求：外文翻译不少于3000字，参考文献不少于18篇。
7
西安工业大学毕业设计（论文） 2 总体方案论证
普通车床（如C616,C618,C620,CA6140,C630）等是金属切削加工最常用的一类机床。Φ400㎜普通车床的布局如图1-2所示。当工件随主轴回转时，通过刀架的纵向和横向移动，能加工出内外圆柱面、圆锥面、端面、螺纹面等。借助成形刀具，还能加工出各种成形回转面。
普通车床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜板、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给和横向进给不能联动，切削次序也由人工控制。
图2.1?400mm普通车床的结构布局图
对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改造成为微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于切削加工中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动进行调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产率和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。
本设计为纵向进给运动的设计，设计内容主要包括：确定系统的负载，运动部件惯量计算，空载起动及切削力矩机计算，确定伺服电机等。
设计时要求电机与丝杠采用柔性连接，电机选用伺服电机对电机的大小选择进行验证，对滚珠丝杠直径及支承形式选择进行强度较核。设计与生产实际相结合，既要满足理论要求，又要满足生产现实实际。设计应遵循先易后难、先局部
8
西安工业大学毕业设计（论文） 后全局的规律，确定设计步骤时，应把整个数控车床Z向进给传动系统分成若干个子系统进行，待各系统基本合理后再互联完成全系统工作。设计的产品应高效经济。本课题所设计的进给系统是针对经济型中档数控车床的，该系统设计成功一旦应用到生产实践中，将给中小规模的加工厂输入新的血液。显著提高生产力水平，减轻劳动强度，提高经济效益。
很高兴能设计本题目，本设计是通过从主观的调查、研究、分析，后又经过计算等各个工作，完成了本设计。本设计是数控车床的纵向进给系统的设计。在设计题目给定后，又给了一定的设计参数，这样的话按照设计要求纵向最大行程（Z轴）：650mm，进给速度：0~25m/min，加工中最大切削力：2500 N，材料：HT200，床鞍及附件的估计尺寸：600*300*10，控制定位精度为±0.001mm，根据要求计算并选择伺服电机、滚珠丝杠副、导轨副、轴承等；进行了设计。
9